[发明专利]神经外科手术导航系统中图谱的三维可视化方法

权利要求书

1.一种神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征在于，分前期工作和后期执行方法两部分：首先在前期工作中，采用先进的非线性插值方法，对两组神经解剖图谱SW，TT进行细致的数字化三维重建工作；然后采用三维非线性配准方法，将两组图谱率先统一到同一坐标系下；其次在执行方法中，首先进行输入图像的格式化处理；然后采用可变比例网格方法和分段式局域线性配准算法的配合实现图谱与病人图像的实时配准；最终通过交互式微调实现解剖图谱精准配准和可视化。

2.根据权利要求1所述的神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征是，采用先进的非线性插值方法，对两组神经解剖图谱SW，TT进行细致的数字化三维重建工作具体如下：

采用基于卷积的非线性插值，而影响函数核则采用基本样条函数：

hSn(x)=Σk=-∞∞(bn)-1(k)βn(x-k),]]>

这里选用n＝3；(bⁿ)^-1是B型样条函数滤子。

3.根据权利要求1所述的神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征是，采用三维非线性配准方法，将两组图谱率先统一到同一坐标系下具体如下：

该配准算法采用解剖特征点之间的点到点配准法，首先分别在两个图谱中找出相应的200组解剖特征点，然后基于它们的坐标关系计算出配准三维变换行列式B，最后依据该行列式将SW图谱变换到TT坐标系下：

SW·B →TT。

4.根据权利要求1所述的神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征是，输入图像的格式化具体如下：

首先依据医生所设定的2个关键特征点：Ac和Pc对输入图像进行校正，即从X，Y，Z三个方向对图像进行方位角的矫正，使之与Ac-Pc坐标系保持一致，提高配准的精度。

5.根据权利要求1所述的神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征是，采用可变比例网格方法，将人神经及神经解剖图谱物理分割成12块，列入相应的网格中，为局域配准打下了基础；可变比例网格结构的确立依据于以下8个解剖特征点：

[1]大神经的前原点；[2]大神经的后原点；[3]颞神经皮质的最左点；[4]颞神经皮质的最右点；[5]前神经皮质的最前点；[6]枕神经皮质的最后点；[7]枕神经皮质的最高点；[8]颞神经皮质的最低点。

6.根据权利要求1所述的神经外科手术导航系统中解剖图谱的三维可视化应用方法，其特征是，采用分段式局域线性配准算法，在可变比例网格结构上实现了交互式局域配准，分段式局域线性配准，就是按照对应的原始S和目标T两个可变比例网格之间的比例关系，将原始网格内的所有点P变换到目标网格中去：

T＝T₀+(P-S₀)*T_ext/S_ext

这里S₀和T₀表示原始和目标网格的原点；T_ext/S_ext表示网格之间的比例关系。